[摘要]以行为主义为指导的传统教学模式在教学实践中日益暴露不足。为了适应信息时代对教育的新要求,必须进行课程改革,实现信息教学与各门课程的结合。利用多媒体网络技术,开展信息化教学,建立信息化教学模式,有助于激发学生的学习兴趣和主体能动性,提高教学质量,培养学生的创新精神和处理信息的能力。文章以电子产品的基础课程与专业课程为依托,对信息化教学模式进行了研究。
[关键词]信息化教学模式 电子产品 基础课 专业课
[作者简介]彭克发(1956- ),男,重庆人,重庆电子工程职业学院电子信息系,教授,主要从事电子元件、电子产品生产工艺和电子产品的调试与维修等方面的研究。(重庆 401331)
[课题项目]本文系重庆市职业教育规划课题“在专业课教学中合理使用多媒体的探索”的阶段性研究成果。(课题编号:2008ZJ021)
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)08-0088-03
随着我国高等教育招生规模的扩大,各高校存在的最主要问题是教室已越来越不能满足学生增多的需要,而新建教学楼则需要资金、土地等大量资源。为了解决这个问题,有的高校提出了多媒体网络教学模式。虽然网络教学也为大多数人所认可,但是它也有一定的局限性。比如,对于自制力较差、依赖性较强的学生,他们已经习惯了传统的面对面的教学模式,习惯了教师的指引,而当进行多媒体网络教学时,他们就容易在学习过程中迷失方向,找不到正确的学习途径和方向。另一方面,传统的黑板加粉笔的教学模式,既不能满足现代科学技术飞速发展的需要,也容易养成学生的惰性,对学生创新能力、独立解决问题的能力等综合能力的发展起了一定的阻碍作用。信息化教学模式可在一定程度上解决以上两种教学模式中出现的问题。
一、信息化教学模式的内涵
信息化教学模式是随着网络技术、计算机技术的发展而发展起来的一种新型教学模式。这种教学模式包括师生之间的面对面教学和网络教学两部分,是传统的面对面教学模式与现代网络教学的结合体,也可说它是一种复合教学模式。其中面对面教学部分,借助了现代多媒体计算机技术、网络技术、数字影像技术和仿真教学系统的技术保障,采用的是“有声有色”、能模拟各种加工方法和制造方法的多媒体课件,有别于传统的“黑板加粉笔”。它不但可以将抽象的概念通过视频、模拟软件直观地展示出来,而且能大大提高学生的学习积极性,增强学生的抽象和想象等创新思维。信息化教学模式中的网络教学部分与纯粹的网络教学不同。它可以为学生展现前沿知识或者适合于讨论的知识,先让学生进行网络学习,然后与教师在网上进行交流或者由教师组织学生在教室里进行讨论。另外,还可以将面对面教学模块中的多媒体课件做成网络课件,以利于学生的自主选择学习。
二、电子产品的基础课与专业课信息化教学的依据和意义
电子产品基础课程与专业课程是工科学生和高职电子类专业学生必修的基础课和专业课之一,主要讲述有关电子产品制造领域的基本理论、基本知识和基本技能,它涉及电子工程材料中的晶园成形、晶园封装、电路设计、元件的筛选与处理、电子产品的组装与焊接工序、仪器仪表的使用、电子产品的调试与维修等制造内容,具有实践性强、知识面广等特点。该门课程既有形象的内容,又有抽象的内容;既有动态的描述,又有静态的表述,与生产实际结合紧密。以往这类课程在接受各种加工设备、加工方法、新材料、新技术、新工艺时只靠传统的教学手段来讲解,如挂图、幻灯片、模型、黑板、粉笔等,不仅枯燥无味,而且难以表达清楚。另外,随着教学改革的进行,这类基础课和专业课的课时在不断减少,要在规定的课时内完成全部的教学内容非常困难。因此,要搞好电子产品制造的基础课与专业课的教学,就必须进行教学改革,构建新的教学模式和教学方法。作为改革的重点,笔者在实践中引入了以多媒体计算机、网络技术和仿真技术为基础的信息技术,广泛地开展了信息化教学。
多媒体计算机技术、网络技术、数字影像技术的飞速发展和仿真教学系统的应用,为电子产品制造的基础课与专业课教学的改革和新模式的构建提供了强有力的方法保障和技术支持。有效地利用数字摄影、摄像技术将不同种类电子产品制造的各个环节记录下来,通过运用多媒体技术和网络资源制作信息量大、内容丰富、形式多样的信息化教学课件,把电子产品制造的现场搬进课堂,让学生在学校就能见识电子元件及其电子产品的制造过程,有利于培养学生的专业素养,有助于教师在标准学时内高效地完成教学任务。因此,信息化教学模式对激发学生的学习兴趣,完成规定学时的教学任务,快速提高教学质量具有深刻的现实意义。
三、信息化教学在电子技术基础课与专业课中的基本应用
电子技术基础课与专业课教学的信息化是信息技术、网络技术与课程教学的有机整合,它将信息技术、网络技术融合到了课程教学中,营造了一种新型的教学环境,是一种既能发挥教师的主导作用,又能体现学生的主体地位,以“自主、探究、合作”为特征的教学方式。有关电子产品制造的基础课与专业课的教学模式信息化是为适应新形势下学科教学的发展要求而提出来的,其基本目的是要充分发挥多媒体计算机技术、网络技术、数字影像技术和仿真教学系统等现代教学技术的功效,将教学内容的基本理论、专业技能和现代信息紧密结合,使学生在教室就可以了解和掌握电子产品制造的整个工艺过程,之后再结合工厂车间的实习,即可加深其对电子产品制造过程的理解和体验,使学生在大学期间得到良好的实践能力的培养和训练。
这种新的教学模式强调科学、合理地建构知识、能力、素质的综合体系,强调培养学生自我获取知识和综合分析问题的能力以及良好的科学思维和创新意识,强调将知识、能力向高素质方向转化。为实现理论与实践的有机结合,电子产品制造的基础课与专业课的实践教学信息化模式由几个模块组成。在划分模块时必须坚持一个原则,即使模块之间既相互独立,又能反映课程内容之间的逻辑联系。每一实验模块都要有明确的教学目标和实用内容,通过整合学生的经验和相关内容,构成相对完整的实验学习单元。在将课程体系内的实验内容全部模块化后,再对各模块进行整合。其主要模块可划分为以下部分:
1.基础认识模块。该模块主要包括元件、基本电路、参数计算、计算机编程等方面的基础知识教育。该模块可采用仿真图片(或实物照片)通过多媒体展示进行教学,以激发学生的学习兴趣,让学生了解电子产品制造的全过程。
2.技能训练模块。这部分主要包括元件选择、元件质量的检测方法以及电子产品各种加工工艺方法的基本原理和实际操作等技能方面的训练和教学。该教学模块要求不同专业的学生,通过观看在不同的电子产品生产工厂里摄取的视频录像资料,熟悉相关电子元件的加工方法和电子产品生产的工艺流程。
3.综合训练模块。它主要包括电子产品的设计与生产知识的教学,目的是要让学生熟悉电子产品制造的概况及其工艺过程,明白要干什么、先干什么、后干什么以及为什么这样干。这一模块的教学可以通过PCB、PCBA、EDA的软件及仿真,利用多媒体进行演示教学,使学生学会从全局出发,设计电路,快速制作PCB板,根据电子元件的性质、质量检测、生产方案等背景信息,合理组织和运用器材、资金,安排生产计划,确保元件的加工质量。综合训练模块有助于培养学生的科学思维能力、组织管理能力和创新能力等方面的素养。
四、电子产品的基础课与专业课信息化教学模式的建构
1.合理构建信息化实验教学的新体系。合理构建信息化实验教学新体系是提高教学质量的保证。根据目前人才市场需求的变化,高职院校的人才培养模式需要多样化,这迫切要求我们改变过去的“三单一”(即人才培养单一化、规格单一化、模式单一化)和“四统一”(即计划统一、大纲统一、教材统一、考核统一)的办学模式,实行模块化教学,构建多渠道、多层次、多规格的人才培养方向,将电子产品的基础课与专业课的教学融合到前沿的信息技术中。因此,各学校应根据各自的学科情况,适当开设信息类课程和相关实验,使每个学生都具备一定的信息技术能力,积极开展“信息化教学”人才培养模式的研究与实践,构建信息化的实验教学体系。在构建该体系时必须突出“时代性”“基础性”“选择性”和“实用性”,充分利用现有的网络资源,进行现代化教学,以满足学生在实验过程中的需要,提高相关课程的教学效果。
2.课程信息化教学应采用教学内容与教学模式的双重构建。电子产品的基础课与专业课的教学采用信息化教学,是一场教学领域中的重大改革,是快速提高教学质量的可靠保证,是激发学生学习兴趣的有效方法。它有助于促进学生的主动性、积极性和创造性的充分发挥,是一种变传统的“以教师为中心、以书本为中心、以教室为中心”为“以学生为主体,教师为主导,多媒体教学为手段”的教学服务模式。但是,在使用现代信息技术手段的过程中,还需要电子产品生产背景和信息技术环境的支持,坚持“教师主导与学生主体相结合”“学教并重”,让学生通过自主建构来获取知识的教育思想和教学理念,加强理论和实践教学资源库的建设,重视教学内容与教学模式的双重构建。建立教学资源库有助于信息化教学目的的实现。具体地讲,应根据课程教学的目标要求,将相关教学内容进行数字化、信息化。具体方法为:(1)体系模块化。采用“基础内容加应用内容”的模块化结构,该模块可分为必修的基础实验模块与应用实验模块。当然,各学校各专业可根据自己的学时要求和侧重点,选择模块内容进行教学。(2)加强应用性。同学们在学习基础课程的理论知识过程中,常常会感到比较枯燥和乏味。为解决学生感觉“学的内容有些没有用,有用的内容没有学”等实际问题,教学内容应加强应用部分的内容,选择那些同学们感到与现实联系较多、应用较广、实用性强的内容进行教学。这些应用内容应主要是一些有助于增加学习的趣味性和实用性的内容,比如电气照明的安装技术、家用小电器制作方法等,这就可以激发起学生对本专业课程的学习兴趣和学习激情。(3)引入最新技术。现在电子产品的发展日新月异,高新技术发展迅速,为了提高学生就业后的快速适应能力,应该增加近年来发展快、应用广的最新内容,如电子设计自动化内容,包括PLD、MULTISIM、智能信息系统等内容,这样既可以拓宽学生的视野,又可以激发学生的学习动力。(4)注意概念性和启发性。在教学内容的选择上,力求物理概念清楚,阐述简明扼要,推导计算从简,突出方法应用。做到简明易懂,好教好学,启发思考,培养能力。(5)加强收集与跟踪。利用数字影像技术对电子产品的实际生产过程进行跟踪记录,建立相关电子产品生产的基本信息库。其中可以包括电子产品生产全貌(元件的选择与检测、电子产品的装配和工序)、电子产品的生产图纸设计、生产工艺、生产方法、器材的选择、电路的设计、电子产品生产工艺流程以及所有涉及的基本理论、基本原理的图表、照片、幻灯、数字影像、动画等。另外,还应收集和整理丰富的网络资源,在此基础上组建基础认识模块、技能训练模块、综合训练模块的教学资源库。一旦建立起内容丰富的电子产品制造素材库之后,各个教师就可以利用多媒体技术、网络技术和仿真教学系统创造出多种多样、实用有效的信息化电子教案,在教学中生动地演绎电子产品生产的全过程,让学生模仿制作,并对生产工艺、组装方法等提出不同的意见和方案,组织学生讨论,使学生真正学到知识、掌握技能,使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。
3.构建网络化实验课程群。构建网络化实验课程群,虽然增加了教师的备课量,但可满足教师的教学需要,节省教学时间,能广泛提高教学质量。网络化实验课程群的建设方案可分三步实现:(1)先将课程的实验教学内容进行独立的模块化处理。每一实验模块都要有明确的教学目标和实用内容,并围绕这个目标和内容,整合学生经验和相关内容,构成相对完整的实验学习单元。然后,教师在进行基础实验模块教学时,可以与学生共同选定实验模块,并根据学分制适时调整实验课程的内容。这既有助于解决电子产品制造基础课与专业课教学群设置的相对稳定与现代信息技术快速发展的矛盾,也是实验课程群建设的关键。(2)制定与模块对应的实验教学大纲和多媒体课件。(3)最终建成网络化实验课程群。将各个实验课程的教学大纲、实验教学模块全部链接到实验教学网站上,可以使整个实验课程群建设一目了然,教师教学方便,学生学习快捷,既促进了智能化教学的研究与实施,也充分显示了课程群建设的优点。
五、结语
电子产品的基础课与专业课的教学信息化的实现,使得电子产品生产的全过程搬进了教室,它不再是传统理论教学的纸上谈兵,而能让学生通过“室内”实习、实践训练来弥补课堂的不足,获取丰富的间接经验和实践能力。充分利用和发挥现代信息技术和网络资源的功效,有助于突破时间和空间的限制,把生动、直观、形象的教学信息传递给学生,能大大提高教学效率和教学质量。因此,电子产品基础课与专业课的信息化教学模式是实现其教学效果最优化的有效教学方式。
综上所述,电子产品的基础课与专业课采用信息化教学模式具有“七化”特点:
1.教材多媒体化。教材多媒体化就是利用多媒体,特别是超媒体技术,建立新的教学内容,并使其更加结构化、动态化、形象化。目前,越来越多的教材和工具书已经实现了多媒体化,它们不但包含文字和图形,还能呈现声音、动画、录像以及模拟的三维景象,为广大教育工作者和学员提供了方便、快捷的学习途径。
2.资源全球化。利用网络可以使全世界的教育资源连成一个信息海洋,供广大教育用户共享。它的类型多样,包括教育网站、书刊、虚拟软件库等。
3.教学个性化。利用人工智能技术构建智能导师系统能够根据学生的不同个性特点和需求进行教学、提供帮助,从而实现教学个性化。
4.学习自主化。传统的教学模式下教师是主体,学生是被动接受信息的客体,学生只能根据教师的思路和方法进行学习,并且不管成绩好坏,都按同一速度进行,这样不利于学生个性的发展。在现代教育技术支持下的新型教学模式中,学生是学习的主体,教师只起引导作用。教师可以根据不同学生的学习进度制定不同的学习目标和学习方法,因材施教。在教师的指导下,学生可以对自己的学习目标、内容、方式、时间、地点加以选择,在学习过程中变被动为主动。
5.互助互动化。采用互助互动化,达到实现协作式学习的目的。计算机网络特性有利于培养合作精神,能支持旨在促进高级认知能力发展的协作式学习。在网络的帮助下,学员可以通过互动协同、角色扮演等多种不同的形式来参加学习,这有助于深化对问题理解和知识的掌握,同时,对认知能力的发展、合作精神的培养以及良好人际关系的形成也有明显的促进作用。
6.环境虚拟化。环境虚拟化意味着教学活动可以在很大程度上脱离物理空间和时间的限制,这是信息化教育的重要特征。虚拟环境包括虚拟教室、虚拟制造、虚拟实验室、虚拟图书馆,等等。
7.管理自动化。管理自动化即利用计算机管理教学过程。计算机管理教学(CMI)具有计算机测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等多种功能。
[参考文献]
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